SpringBoot如何实现Tomcat集群的会话管理

原创

不惑

修改于 2024-12-02 15:42:20

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在使用 Tomcat 集群时，由于每个 Tomcat 实例的 Session 存储是独立的，导致无法实现 Session 的共享，这可能影响到用户跨节点的访问。为了实现跨 Tomcat 实例共享 Session，可以使用 Spring Session 配合 Redis 进行集中式会话管理。

架构设计

Nginx 反向代理：

通过 Nginx 作为反向代理，将客户端请求均衡地转发到 Tomcat 集群中的不同节点上。
Nginx 会根据配置的负载均衡策略（例如轮询、IP 哈希等）将请求分发到各个 Tomcat 实例。

Tomcat 集群：

每个 Tomcat 实例接收并处理请求，但它们的 Session 信息不再存储在本地，而是通过 Spring Session 统一管理。
Spring Session 会使用 Redis 存储会话信息，使得所有 Tomcat 实例可以访问到同一个会话数据。

Spring Session：

Spring Session 提供了透明的会话管理，能够自动将 Session 数据存储到 Redis 中。
每次请求到达 Tomcat 时，Spring Session 会根据 Session ID 从 Redis 中读取会话数据，或者创建一个新的会话数据并存储到 Redis。

Redis：

Redis 作为分布式缓存和会话存储介质，确保 Tomcat 集群中的所有实例可以共享 Session 信息。
Redis 负责存储 Session 数据，包括会话过期时间、会话属性等，保证了会话的高可用性和一致性。

实现步骤

添加依赖： 在 Spring Boot 项目中，添加 Spring Session 和 Redis 的相关依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.session</groupId>
    <artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

配置 Redis： 在 application.yml 或 application.properties 中配置 Redis 连接信息：

spring:
  session:
    store-type: redis
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    password: xxxxxxxxx

启用 Spring Session： 在 Spring Boot 启动类中添加 @EnableRedisHttpSession 注解，启用 Redis 会话存储：

package com.neo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.session.data.redis.config.annotation.web.http.EnableRedisHttpSession;

@SpringBootApplication
@EnableRedisHttpSession
public class DockerApplication {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(DockerApplication.class, args);
	}
}

部署多台 Tomcat 实例

首先，你需要部署多个 Tomcat 实例。每个实例运行一个 Spring Boot 应用，并确保它们能通过负载均衡器（如 Nginx）进行访问。可以在不同的物理或虚拟机上部署 Tomcat，或者在同一台机器上使用不同的端口来运行多个实例。

例如，我们可以配置两个 Tomcat 实例，分别在 localhost:8080 和 localhost:8081 上运行。

配置负载均衡器（Nginx）

Nginx 可以作为负载均衡器，分发请求到多个 Tomcat 实例。首先，确保 Nginx 已安装，并进行如下配置：

http {
    upstream tomcat_cluster {
        server 127.0.0.1:8080;  # Tomcat 实例 1
        server 127.0.0.1:8081;  # Tomcat 实例 2
    }
	
    server {
        listen 80;

        location / {
            proxy_pass http://tomcat_cluster;  # 将请求转发到 Tomcat 集群
			
			proxy_set_header Host $host;
			proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
			proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}

配置完 Nginx 后，重新启动 Nginx 服务：

systemctl restart nginx

展示了如何在 Spring Boot 中编写一个使用 Spring Session 的简单 Controller，并进行会话数据的存储和读取。我们将创建一个用于存储和读取用户信息的会话控制器，并提供一些基本的测试方法来验证会话是否能够在集群中共享。

创建 `SessionController` 控制器

package com.neo.controller;

import org.springframework.session.Session;
import org.springframework.session.SessionRepository;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;

@RestController
@RequestMapping("/session")
public class SessionController {

    // 自动注入 Spring Session 的 SessionRepository
    @Autowired
    private SessionRepository<? extends Session> sessionRepository;

    @GetMapping("/set")
    public String setSession(HttpServletRequest request) {
        // 使用 HttpSession 来设置会话数据
        HttpSession session = request.getSession();
        // 设置会话属性
        session.setAttribute("user", "ZhangSan");
        return "Session attribute 'user' is set to 'ZhangSan' using Spring Session";
    }

    @GetMapping("/get")
    public String getSession(HttpServletRequest request) {

        // 获取当前节点的 Tomcat 服务器信息
        String tomcatVersion = System.getProperty("catalina.base");
        String nodeName = System.getProperty("user.name");
        System.out.println("tomcatVersion:" + tomcatVersion);
        System.out.println("nodeName:" + nodeName);
        // 使用 HttpSession 获取会话数据
        HttpSession session = request.getSession(false);
        // 获取会话属性
        Object user = session.getAttribute("user");
        return user != null ? "Session attribute 'user' is: " + user : "No session attribute found!";
    }
}

测试用例

测试场景

设置会话数据： 使用 /session/set 设置一个用户名到 Session 中。
获取会话数据： 使用 /session/get 读取存储在 Session 中的 user，并返回该值。

测试步骤

步骤 1：访问 http://localhost/session/set 设置会话中的用户名。

步骤 2：访问 http://localhost/session/get 获取并显示存储的用户名。

验证跨节点共享

在 Tomcat 集群环境中，使用上述的测试方法分别在不同的 Tomcat 实例上进行测试。由于 Spring Session 会将会话信息存储在 Redis 中，因此无论请求被转发到哪个 Tomcat 实例，都会共享相同的会话数据。

期望的结果：

在集群中的任一节点上设置的会话数据，都会在其他节点上生效。
使用 Nginx 的负载均衡特性，用户可以跨多个 Tomcat 实例访问相同的会话数据，确保会话的一致性和持久性。

Redis 配置

确保 Redis 正常运行，并配置了正确的连接信息，Spring Session 会自动管理会话数据。可以使用 Redis 的客户端工具（例如 redis-cli 或其他工具）查看会话数据是否正确存储：

总结

本文详细阐述了如何利用 Nginx 作为负载均衡器，将请求均匀分发到多个 Tomcat 实例，并通过 Spring Session 将会话数据存储到 Redis 中，确保所有 Tomcat 实例共享相同的会话数据。文章还包括了具体的实现步骤，如依赖配置、Redis 配置、Spring Session 启用、负载均衡器配置以及会话控制器的编写。最后，文章通过具体的测试步骤，验证了跨节点会话共享的实现。

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

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